Drasztikusan megváltozhat az űrhajósok szervezete a Mars-missziók során

De természetesen ott van az asztronauták egészsége és biztonsága is, akik hónapokig utaznak majd az űrben, ahol kozmikus sugárzásnak és mikrogravitációnak lesznek kitéve.

Vannak olyan aggodalmak is, hogy a mikrogravitációnak való több hónapos kitettség után az asztronautáknak gondot okoz majd a marsi gravitációhoz való alkalmazkodás.

Annak megállapítására, hogy ezek a félelmek megalapozottak-e, az Ausztrál Nemzeti Egyetem (ANU) űrgyógyászokból álló szakértői csoportja egy matematikai modellt dolgozott ki annak előrejelzésére, hogy az asztronauták biztonságosan el tudnak-e utazni a Marsra, és képesek-e ellátni feladataikat, miután megérkeznek a vörös bolygóra.

Ez a modell rendkívül értékes lehet mindazon egyéb előkészületek mellett, amelyeknek meg kell történniük, mielőtt az űrhajósok a Marsra lépnek. A modell arra is felhasználható lenne, hogy felmérjék az olyan rövid és hosszú távú küldetések hatását, amelyek a jövőben az űrhajósokat messze az alacsony Föld körüli pályán (LEO) és a Föld-Hold rendszeren túlra viszik.

A matematikai modelljüket és következtetéseiket ismertető tanulmány nemrég jelent meg a Nature tudományos folyóiratban, az npj Microgravityben.

A kutatócsoportot Dr. Lex van Loon, az ANU Egészségügyi és Orvosi Főiskola (CHM) tudományos munkatársa vezette. Mint ő és kollégái tanulmányukban megjegyzik, a Marsra tartó küldetések potenciális veszélyei jelentősek, de a legnagyobb problémát vitathatatlanul az az idő jelenti, amelyet az asztronauták a mikrogravitációban töltenek majd el.

A Napból és kozmikus forrásokból érkező káros sugárzással kombinálva ez az élmény alapvető változásokat okoz majd a szervezetükben.

A Nemzetközi Űrállomás (ISS) fedélzetén végzett kiterjedt kutatások alapján ismert, hogy a mikrogravitáció izom- és csontsűrűség-csökkenést okoz, valamint hatással van a szervműködésre, a látásra és a kardiopulmonális rendszerre – a szívre és annak azon képességére, hogy a vért a test artéria- és vénarendszerén keresztül pumpálja.

Mint Van Loon az ANU sajtóközleményében leírta, kutatásuk nemcsak a tervezett Mars-missziók miatt, hanem a fellendülőben lévő kereskedelmi űrszektor számára is alapvető fontosságú:

Tudjuk, hogy a Marsra való utazás körülbelül hat-hét hónapig tart, és a súlytalanság miatt a zéró gravitációs űrutazás következtében megváltozhat az erek szerkezete vagy a szív ereje. Az olyan kereskedelmi űrrepülési ügynökségek, mint a Space X és a Blue Origin felemelkedésével egyre több lehetőség nyílik arra, hogy gazdag, de nem feltétlenül egészséges emberek is eljussanak az űrbe, ezért matematikai modellek segítségével szeretnénk megjósolni, hogy valaki alkalmas-e arra, hogy a Marsra repüljön.

A társszerző, Dr. Emma Tucker asztrofizikus és sürgősségi orvosszakértő hozzátette, hogy a gravitációnak való tartós kitettség miatt a szív ellustulhat, mert nem kell olyan keményen dolgoznia, hogy pumpálja a vért az egész testben:

Amikor a Földön vagyunk, a gravitáció a testünk alsó felébe húzza a folyadékot, ezért van az, hogy néhány embernek a nap vége felé elkezd feldagadni a lába. Amikor azonban az űrbe megyünk, ez a gravitációs vonzás megszűnik, ami azt jelenti, hogy a folyadék a testünk felső felébe tolódik, és ez olyan reakciót vált ki, amely megtéveszti a testet, hogy azt gondolja, túl sok a folyadék. Ennek eredményeképpen elkezdesz sokat járni a WC-re, elkezdesz megszabadulni a felesleges folyadéktól, nem érzed magad szomjasnak, és nem iszol annyit, ami azt jelenti, hogy kiszáradsz

Tucker szerint ez az oka annak, hogy az ISS-ről visszatérő űrhajósok elájulnak, amikor újra a Földre lépnek, vagy kerekesszékkel kell őket szállítani.

Minél tovább maradnak az űrben, annál valószínűbb, hogy összeesnek, amikor visszatérnek a Földre, és annál nehezebb a földi gravitációhoz való visszailleszkedés folyamata.

A Marsra irányuló küldetések esetében a Föld és a Mars közötti kommunikációs késedelem további bonyodalmat okoz. A Nap, a Föld és a Mars együttállásától függően ezek a késések akár 20 percig is eltarthatnak, ami azt jelenti, hogy az űrhajósoknak képesnek kell lenniük arra, hogy a küldetésirányítók vagy a támogató személyzet azonnali segítsége nélkül is el tudják látni feladataikat (ami az orvosi vészhelyzeteket is magában foglalja).

Modelljük egy olyan gépi tanulási algoritmusra támaszkodik, amely az ISS fedélzetén végrehajtott korábbi expedíciók és az Apollo-missziók során gyűjtött űrhajósadatokon alapul, hogy szimulálja a Mars-utazással járó kockázatokat.

A tesztelés azt mutatta, hogy a modell képes szimulálni a legfontosabb szív- és érrendszeri hemodinamikai változásokat hosszabb űrrepülést követően, valamint különböző gravitációs és folyadékterhelési körülmények között. Az eredmények pedig biztatóak, mivel azt mutatják, hogy az űrhajósok képesek hatékonyan működni a mikrogravitációban töltött hónapok után is.

Bár a jelenlegi konstrukció a középkorú és jól képzett űrhajósoktól származó adatok alapján készült, a kutatók remélik, hogy a modell képességeit a kereskedelmi űrrepülések adataira is ki tudják majd terjeszteni.

Végső soron az a céljuk, hogy olyan modellt hozzanak létre, amely képes szimulálni a hosszan tartó űrutazás hatását a viszonylag egészségtelen, már meglévő szívbetegségekkel rendelkező egyénekre (más szóval a nem edzett civilekre). Remélik, hogy ez a megoldás holisztikusabb képet ad majd arról, hogy mi történne akkor, ha egy „hétköznapi" ember az űrbe utazna.

Nyitókép: Unsplash

Forrás: Science Alert